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采用不同衬底隔离技术的 3nm GAA-FET SRAM 的自热效应与抗辐照特性研究

新兴技术 2026-07-07 v1
作者: Albert Lu , Junipero Verbeke , Phil Oldiges , Reza Arghavani , Hiu Yung Wong
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摘要

本工作使用工艺计算机辅助设计 (TCAD) 对采用各种衬底隔离技术的 3D 全域 3 nm 全环绕栅极场效应晶体管 (GAA-FET) 静态随机存取存储器 (SRAM) 进行了仿真。除了将源/漏 (S/D) 与衬底隔离的传统底部介质隔离 (BDI)（称为 SDBDI）和穿通阻挡层 (PTS) 之外，本文还提出了一种新型沟道 BDI (C-BDI)，允许 S/D 与衬底连接。本文研究了各种隔离技术引起的自热效应和抗辐照能力。研究发现：首先，BDI 引起的自热增加可以忽略不计。其次，在新型 C-BDI 中，即使没有 PTS，漏电流 IOFFI_{OFF} 的增加也极小。第三，对于带有欠延伸（以最小化应力弛豫）的 SD-BDI，虽然 IOFFI_{OFF} 增加，但静态噪声容限 (SNM) 保持不变，并且即使欠延伸高达 20 nm，对单粒子翻转 (SEU) 仍具有鲁棒性。最后，所有结构均对 α 粒子 SEU 免疫，并且 BDI 显著增强了抗辐照能力。此外，抗辐照能力对 BDI 厚度不敏感。

关键词

GAA-FET SRAM 衬底隔离 自热效应 抗辐照能力 单粒子翻转 TCAD 仿真

引用

@article{arxiv.2607.05789,
  title  = {Self-Heating and Radiation Hardness Studies of 3nm GAA-FET-Based SRAM with Different Substrate Isolation Techniques},
  author = {Albert Lu and Junipero Verbeke and Phil Oldiges and Reza Arghavani and Hiu Yung Wong},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.05789},
  year   = {2026}
}